Автоматическая система полива комнатных растений

1.

Автоматическая система
полива комнатных растений
Презентацию подготовила
Каракаптан Татьяна

2.

Владельцы комнатных растений часто оказываются привязанными к
родному дому – их зеленые питомцы требуют регулярного полива,
потому оставлять их надолго нельзя. Однако современный мир
выдвигает собственные требования – сегодня уже практически
недопустимо постоянно сидеть дома, никуда не отлучаясь. Плюс
современной цивилизации заключается в том, что она способна дать
ответ на большинство сложных вопросов, и в этом случае
оптимальным решением является автоматическая система полива
комнатных растений.

3.

Актуальность:
Необходимость своевременного полива комнатных растений
крайне важна для обеспечения наилучшего развития растения.
Поэтому необходимо поддерживать уровень влажности почвы на
необходимом уровне.
Предмет исследования: Автоматическая система полива
комнатных растений
Методы исследования: социологический опрос, теоретический и
сравнительный анализ, наблюдение, эксперимент

4.

Результаты социологического опроса среди
учащихся 6а класса МБОУ гимназии №19 г.Липецка
Забываете ли вы
поливать растения?
10%
90%
Хотели бы Вы
использовать систему
автополива комнатных
растений у себя дома?
12%
Да
Нет
20%
Актуально ли было бы использовать
систему автополива в МБОУ гимназии
№19 г.Липецка?
68%
10%
17%
Да
73%
Да
Нет
Затрудняюсь ответить
Нет
Затрудняюсь ответить

5.

Цель: Разработать автоматическую систему полива комнатных растений,
позволяющую в автоматическом режиме поддерживать заданную
влажность почвы.
Задачи:
1) Подобрать оборудование для построения автоматической системы
полива комнатных растений.
2) Разработать и отладить программу автоматической системы полива
комнатных растений.
3) Разработать инструкцию пользователя автоматической системы полива
комнатных растений.

6.

Среда программирования
Arduino IDE
Язык программирования устройств Arduino основан на C/C++

7.

Оборудование которое нам
понадобиться:
Trema Shield

8.

Четырёхразрядный LED
индикатор

9.

Trema кнопка х2

10.

Мембранный насос

11.

Датчик влажности

12.

Схема подключения

13.

Скетч.
#include <iarduino_4LED.h> // подключаем библиотеку для работы с четырёхразрядным LED индикатором
iarduino_4LED dispLED(2,3); // объявляем объект для работы с функциями библиотеки iarduino_4LED, с указанием
выводов индикатора ( CLK , DIO )
const uint8_t pinSensor = A0; // объявляем константу с указанием номера аналогового входа, к которому
подключен датчик влажности почвы
const uint8_t pinButtonA = 12; // объявляем константу с указанием номера вывода, к которому подключена кнопка
A
const uint8_t pinButtonB = 11; // объявляем константу с указанием номера вывода, к которому подключена кнопка B
const uint8_t pinPump = 10; /* вывод с ШИМ */ // объявляем константу с указанием номера вывода, к которому
подключен силовой ключ
uint8_t btnState; // объявляем переменную для хранения состояний кнопок: 0-не нажаты, 1-нажата A, 2-нажата B,
3-нажата A и B, 4-удерживается A, 5-удерживается B, 6-удерживались A и B
uint16_t arrMoisture[10]; // объявляем массив для хранения 10 последних значений влажности почвы
uint32_t valMoisture; // объявляем переменную для расчёта среднего значения влажности почвы
uint32_t timWatering; // объявляем переменную для хранения времени начала последнего полива (в
миллисекундах)
uint32_t timSketch; // объявляем переменную для хранения времени прошедшего с момента старта скетча (в
миллисекундах)
const uint8_t timWaiting = 60; // объявляем константу для хранения времени ожидания после полива (в секундах)
от 0 до 99
const uint8_t pwmPump = 100; // объявляем константу для хранения скорости вращения мотора насоса
(коэффициент) от 0 до 255
uint16_t timDuration = 5; /* по умолчанию */ // объявляем переменную для хранения длительности полива (в
секундах) от 0 до 99

14.

uint16_t limMoisture = 0; /* по умолчанию */ // объявляем переменную для хранения пороговой влажности почвы
(для вкл насоса) от 0 до 999
uint8_t modState = 0; /* при старте */ // объявляем переменную для хранения состояния устройства: 0-не
активно, 1-ожидание, 2-активно, 3-полив, 4-установка пороговой влажности, 5-установка времени полива
void setup(){
dispLED.begin();
// инициируем LED индикатор
pinMode(pinButtonA, INPUT);
// переводим вывод pinButtonA в режим входа
pinMode(pinButtonB, INPUT);
// переводим вывод pinButtonB в режим входа
pinMode(pinPump, OUTPUT);
// переводим вывод pinPump в режим выхода
digitalWrite(pinPump, LOW);
// выключаем насос
timWatering = 0;
// сбрасываем время начала последнего полива
}
void loop(){
//*******Чтение данных:*******
btnState = Func_buttons_control();
// читаем состояние кнопок, но не дольше 2 секунд
timSketch = millis();
// читаем текущее время с момента старта скетча
if(timWatering>timSketch){timWatering=0;} // обнуляем время начала последнего полива, если произошло
переполнение millis()
valMoisture = 0; for(int i=0; i<9; i++){arrMoisture[i]=arrMoisture[i+1];} arrMoisture[9]=analogRead(pinSensor); for(int i=0;
i<10; i++){valMoisture+=arrMoisture[i];} valMoisture/=10; // вычисляем среднее значение влажности почвы
//*******Управление устройством:*******
switch(modState){

15.

// Устройство не активно
case 0: if(btnState){
// если зафиксировано нажатие или удержание кнопок
if(btnState==6){modState=4;}
if(btnState==3){modState=2; limMoisture=valMoisture;}
}
if(timSketch%100==0){
// если начинается десятая доля секунды
if(timSketch/1000%2){dispLED.print(valMoisture);}else{dispLED.print(" ");}
}
break;
// Устройство в режиме ожидания (после полива)
case 1: if(btnState){
// если зафиксировано нажатие или удержание кнопок
if(btnState==6){modState=4;}
if(btnState==1){modState=2;}
if(btnState==2){modState=2;}
if(btnState==3){modState=2;}
}
if(timSketch%100==0){ // если начинается десятая доля секунды
dispLED.print("stop");
dispLED.point((timSketch/100%4)+1,true);
}
if(timDuration+timWaiting-((timSketch-timWatering)/1000)<=0){// если закончилось время ожидания
modState=2;
}
break;

16.

// Устройство активно
case 2: if(btnState){ // если зафиксировано нажатие или удержание кнопок
if(btnState==6){modState=4; dispLED.light(7);}
}
if(timSketch%100==0){
// если начинается десятая доля секунды
if(timSketch/1000%15<5 ){dispLED.light(7); dispLED.print(valMoisture);}else
if(timSketch/1000%15<10){dispLED.light(1); dispLED.print(limMoisture,LEN4);}else
{dispLED.light(7); if(timWatering){dispLED.print(int((timSketchtimWatering)/1000%3600/60),int((timSketch-timWatering)/1000%3600%60),TIME);}else{dispLED.print("----");}}
}
if(valMoisture<=limMoisture){
// если текущая влажность почвы меньше пороговой
timWatering=timSketch; modState=3; dispLED.light(7); analogWrite(pinPump,pwmPump);
}
break;

17.

Основные положения
инструкции пользователя
При подаче питания, устройство не активно (на индикаторе мигает текущее
значение влажности почвы).
Если однократно нажать на обе кнопки «A» и «B», то текущее состояние
влажности почвы будет сохранено как пороговое (то при котором требуется
начать полив) и устройство перейдёт в рабочий режим. Пороговое значение
влажности почвы можно изменить в режиме ввода значений.
Если нажать и удерживать обе кнопки «A» и «B» дольше 2 секунд, то
устройство перейдёт в режим ввода значений.
В рабочем режиме устройство выводит на индикотор показания: текущей
влажности почвы, пороговой влажности почвы и времени прошедшего с момента
последнего полива. (Пороговая влажность почвы отображается тусклее чем
остальные показания). Если устройство находится в рабочем режиме и значение
текущей влажности почвы упадёт ниже значения пороговой влажности почвы, то
устройство перейдёт в режим полива.

18.

В режиме полива устройство выводит на индикатор количество секунд до
окончания полива и мигает точками, а также подаёт сигнал ШИМ на силовой
ключ, который включает насос. Значение ШИМ (скорость мотора насоса)
указывается в скетче. Длительность полива устанавливается в режиме ввода
значений. По окончании полива, устройство переходит в режим ожидания.
В режиме ожидания устройство выводит на индикатор надпись STOP и
мигает точками. Данный режим предусмотрен для того, что бы влага
равномерно распределилась по грунту до перехода устройства в рабочий
режим. Время нахождения в режиме ожидания указывается в скетче. По
истечении времени режима ожидания, устройство перейдёт в рабочий режим.

19.

В режим ввода значений можно перейти из любого режима, удерживая
обе кнопки «A» и «B» дольше 2 секунд. Данный режим состоит из двух
пунктов: • установка пороговой влажности почвы (при котором требуется
начать полив) и • установка длительности самого полива. Вначале
отобразится значение пороговой влажности, которое можно изменить
нажатием или удержанием кнопки «A» (уменьшение), или кнопки «B»
(увеличение). Если однократно нажать на обе кнопки «A» и «B», то
значение изменится на текущую влажность почвы. После того как
пороговая влажность задана, нужно нажать и удерживать дольше 2
секунд обе кнопки «A» и «B», на экране отобразится длительность
полива, которую можно изменить нажатием или
удержанием кнопки «A» (уменьшение), или кнопки «B» (увеличение).
После того как длительность полива задана, нужно нажать и удерживать
дольше 2 секунд обе кнопки «A» и «B», устройство перейдёт в рабочий
режим.
Если в режиме полива нажать любую кнопку, устройство прекратит
полив и перейдёт в режим ожидания.
Если в режиме ожидания нажать любую кнопку, устройство перейдёт
в рабочий режим.

20.

Выводы
1. В качестве программного средства для построения
автоматической системы полива комнатных растений
выбрана платформа Arduino UNO
2. Определены следующие составляющие системы полива:
датчик влажности; мембранный насос.
3. Разработана и отлажена управляющая
автоматической системы полива .
4. Разработаны основные положения
пользованию созданным устройством.
программа
инструкции
по

21.

Результаты работы могут быть применены для
осуществления полива и поддержания заданного уровня
влажности почвы комнатных растений в автоматическом
режиме везде, где это необходимо: в домашних условиях, в
различных учреждениях и на производстве.